<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>互联网软件程序员如何理解物联网开发</title>
    <link href="/dc/css/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
	<link href="/dc/css/help-doc.css" rel="stylesheet">
</head>
<body>

<!-- 左侧导航栏 -->
<div class="sidebar">
    <h3>目录</h3>
    <ul>
        <li><a href="#advantage" class="active">比树莓派，儿童智能硬件培训的优势是什么</a></li>
        <li><a href="#overview">将物联网设备视为一台计算机</a></li>
        <li><a href="#sensor">传感器+联网+云端+AI</a></li>
        <li><a href="#cpu">CPU与MCU</a></li>
        <li><a href="#memory">内存</a></li>
        <li><a href="#flash">Flash与硬盘</a></li>
        <li><a href="#soc">SoC</a></li>
		<li><a href="#interface">接口</a></li>
        <li><a href="#network">联网</a></li>
        <li><a href="#power">供电</a></li>
        <li><a href="#encloser">外壳</a></li>
        <li><a href="#package">说明书与包装</a></li>
        <li><a href="#certificate">认证</a></li>
    </ul>
</div>

<!-- 主内容区域 -->
<div class="main-content">
    <div class="text-center mb-4">
        <h1 class="display-4 font-weight-bold">互联网软件程序员如何理解物联网开发</h1>
    </div>
    <div class="help-item" id="advantage">
        <h6>比树莓派，儿童智能硬件培训的优势是什么</h6>
        <p>"我看儿子的智能硬件培训班，感觉很容易的样子，随便拖拖画画就能弄个产品出来。另外，我也听说一个叫树莓派的小计算机，好像能做很多事情。我们学这个有什么优势么？"</p>
        <p>如果用一句话来回答：工业领域需要非常稳定且成本低廉的物联网产品。非常稳定，就像我们在开发大型互联网程序时需要考虑的方方面面，比如集群、灾备、主从库等，这比简单开发一个“Hello World”程序要复杂得多。因此，让硬件稳定运行、不死机、不易损坏，需要考虑的事情比儿童培训班的内容要多得多。</p>
        <p>价格低廉则是要根据场景定制化选择所需的硬件。比如树莓派其实是比较昂贵的硬件，在很多场合，我们可能只需要1KB内存，因此1元人民币的MCU就足够了，而不需要几十块甚至上百块的配件。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="overview">
        <h6>将物联网设备视为一台计算机</h6>
        <p>对于应用软件程序员而言，理解物联网开发的最直观方式是将物联网设备类比为一台计算机。对于移动应用开发者，甚至可以将其视为一部智能手机。通过这种类比，程序员可以更轻松地将现有知识迁移到物联网开发领域。物联网开发，也称为嵌入式开发或智能设备开发，其核心在于利用合适的硬件资源实现特定功能。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="sensor">
        <h6>传感器+联网+云端+AI</h6>
        <p>传感器+联网+云端+AI是未来智能工业的基础。目前的AI主要集中在文字、语音和视频领域，因为这些数据容易采集，所以被优先发展。但未来一定会扩展到工业领域，而工业领域的数据不仅仅是文字、语音和视频。</p>
        <p>在各个领域有很多传感器，比如照相机是一种传感器，测量温度是一种传感器，识别是否浸水是一种传感器，测量体重也是一种传感器。现实世界中有几十万种传感器，单片机通过某种方式（一般是读取传感器输出的电压变化）来读取传感器的数据。</p>
        <p>读取到数据后，需要通过某种联网方式，比如Wi-Fi、蓝牙、4G等，将数据上报到云端。云端获取到数据后，就可以处理并生成各种报表，通过AI也可以智能地做一些判断。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="cpu">
        <h6>CPU与MCU</h6>
        <p>无论是传统计算机还是物联网设备，计算核心都是其关键组成部分。在物联网设备中，计算核心通常被称为微控制器单元（MCU）或芯片。事实上，许多物联网设备的功能可以通过智能手机实现，例如显示、计算和网络连接等。</p>
        <p>然而，智能手机的硬件性能强大且成本较高。在实现简单功能时，使用高性能硬件既不经济也不必要。例如，微波炉或洗衣机中的MCU仅需处理基本的按键输入和控制逻辑，其成本可能低至几毛钱，但足以满足需求。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="memory">
        <h6>内存</h6>
        <p>现代计算机通常配备数GB甚至数十GB的内存，且支持扩展。而在物联网设备中，许多MCU芯片集成了内置内存。开发者需要根据具体应用场景选择合适的硬件配置，以在满足功能需求的同时最大化成本效益。</p>
        <p>以STC公司的MCU STC8G1K08A为例，其内存仅为1KB，成本仅为0.65元人民币。尽管内存容量有限，但在许多场景中（如洗衣机的按键处理和定时控制）已足够使用。因此，嵌入式设备通常采用集成内存的芯片，以优化成本和性能。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="flash">
        <h6>Flash与硬盘</h6>
        <p>计算机上使用硬盘，手机上使用存储卡。虽然智能硬件设备也有可能使用存储卡或硬盘，但一般只有比较昂贵的设备才会采用，比如监控主机等。大多数情况下会使用Flash，Flash和硬盘类似，断电后数据也能保存，只是容量比较小，通常为几十KB到几十MB，但价格低廉。</p>
        <p>很多MCU或SoC实际上已经集成了Flash，比如STC公司的MCU STC8G1K08A内置了8KB的Flash，虽然容量小，但存储洗衣机的默认配置已经足够。当然，如果需要稍大存储的场景，可以考虑使用SD卡等。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="soc">
        <h6>SoC</h6>
        <p>在很多文档中会看到SoC一词，SoC（System on Chip，片上系统），简单理解就是为了降低成本、减小尺寸，将CPU、内存、接口、联网功能等都集成在一个芯片上，这个芯片就称为SoC。可以理解为把计算机的CPU、GPU、内存、网卡和硬盘等都集成在了一颗芯片上。</p>
        <p>因此，当我们看到技术文档中称某产品为一颗SoC时，就知道它集成了很多功能。如果称为一颗MCU时，往往只集成了CPU、内存和Flash等模块，而没有Wi-Fi和蓝牙等联网能力。</p>
    </div>
	<div class="help-item" id="interface">
	    <h6>接口</h6>
	    <p>单片机要从外设，比如传感器获取数据，很多传感器我们称为模拟输出，所谓模拟输出就是传感器通过对外输出一个微小电压变化来体现传感器数据的不同，比如输出100mV电压表示温度是60摄氏度,110mV表示70摄氏度，
		   模拟数据单片机一般通过ADC采样来获取，实际上就是把模拟电压值采样为数字。很多传感器实际上内部已经集成了一颗MCU，也就是传感器自己已经把模拟信号采集好，对外提供数字接口输出，常用的接口有UART,SPI,I2C等。
	       单片机只要通过相应接口与传感器的接口交互即可读取和操作传感器。
	    </p>
	    <p>这些接口都是标准接口，具体来说怎么接线，每根线上的信号如何传输都是有标准协议的，程序员只要用提供的驱动来操作即可，参考<a href="/dc/pub/doc?page=command" target="_blank">运行命令</a>章节。</p>
	</div>
    <div class="help-item" id="network">
        <h6>联网</h6>
        <p>MCU读取了传感器数据后，如何将数据发送到云端，这需要联网能力。联网的方式有多种，比如NFC、Wi-Fi、蓝牙、LoRa、433、4G、5G、NB-IoT等，需要根据场景认真取舍。要综合考虑成本、通信距离、能耗、速率等因素，而不是越快越好或速率越大越好。比如定期上报温湿度数据，可能十几分钟只需要发送2KB的数据，因此速率并不重要，能耗和费用更为关键。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="power">
        <h6>供电</h6>
        <p>比如台式机一般是插电，手机是电池供电，笔记本则是插电+电池，而且插电时优先使用电源而不是电池。这些都是巧妙的供电安排。物联网设备中供电的选择非常重要，比如定位器，如果要求用户每天充电，实用性就比较差，因此电池容量要大一些。但电池大了，体积也会增大，舒适性就会下降，因此这是一种平衡。另外，我们也要选择更低功耗的硬件，以及更巧妙的上报数据频率，以此来综合延长待机时间。</p>
        <p>如果是野外环境，可以考虑太阳能+电池的方式；如果是安防设备，可以考虑插电同时一次性电池的方式。在正常情况下使用插电电源，只有在紧急情况下电源没电时才使用电池，这样既可以应急，又可以最大化地降低成本。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="encloser">
        <h6>外壳</h6>
        <p>很多人觉得外壳没有技术含量，往往会忽视它，但在研发过程中，外壳往往花费的时间最长。外壳一般有私模和公模两种方式。如果客户对外壳没有特别要求，那就用公模。所谓公模，就是你在淘宝上可以直接买到的，选择一款合适的即可。如果是私模，就需要专门设计和定制。金属外壳相对容易，周期较短，但注塑外壳花费的时间至少需要2-3个月。需要先和客户沟通需求，然后画设计图，接着3D打印确认，再开模具、试产，最后量产和丝印等。开一套注塑模具往往需要几万乃至几十万元人民币。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="package">
        <h6>说明书与包装</h6>
        <p>相对来说，说明书和包装的设计和制作周期较短，费用也较少，相对灵活。但精美的包装也是很关键的，一般技术人员经常会忽略它们的重要性。</p>
    </div>
    <div class="help-item" id="certificate">
        <h6>认证</h6>
        <p>做完了产品，很多人会问，难道这就完事了么？感觉需要一种国家认可的方式才能放心。实际上，国家对不同品类的产品认证要求不同，有些是强制的，有些是可选的，而且不同国家的要求也不同。这如何取舍呢？如果你说，我都做，那费用将是天文数字。所以认证一般根据需要来做，主要看客户需求或销售平台的要求。比如你在淘宝销售，针对指定品类，淘宝有其要求，但大多时候做一个最低的第三方质量合格认证即可。如果是卖给企业客户，那就按企业客户的需求来做。客户往往第一时间想到的是3C认证，但实际上并不是所有电子产品都需要3C认证。</p>
    </div>
</div>
</body>
</html>